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激光头的基本原理

顾影自怜

皮卡丘都没有这么皮。

光学头的基本光学系和光学部品的收差

光学头是DVD系统的最大关键部件之一它的基本原理图如下

激光头

光学头是由1.对物透镜2.准直透镜3.偏光分光棱镜4.分光棱镜5.反射镜6.1/4波长板7.焦点误差检出光学系8.寻轨误差检出光学系等光学部品和光学系9.焦点控制伺服机构(F-ACT)10.寻轨控制伺服机构(T-ACT)等伺服机械控制部品还有11.半导体激光二极管12.多分割光电二极管PDphotodiode)等光电部件构成的

要想把激光聚焦成由波长决定的最小光束必须把从LD发出的球面波的波面尽量无缺陷的传到光盘的情报记录面也就是说从LD发光开始到光盘为止光学头成像系各部品全体的RMS波面收差必须限制在0.07λ以下不然不能把激光光束聚焦为由干涉极限决定的最小光束构成光头的各光学部品光盘盘面其中也包括对物透镜设置时的调整误差以上这些合计的成像光学系全体的波面收差必须限制在由WarechalCriteron(δω)MC给出的允许最大波面收差0.07λ以下光盘已经由光盘标准规定(δω)DISK=0.05λ一般对物透镜的象差(δω)ADJT=0.025λ要使全体(δω)MC小于0.07λ对于其他的光学部

激光头

品的收差必须严格控制从LD开始到光盘为止光头各光学部品的最大允许波面收差各用(δω)LD(δω)CL(δω)PBS(δω)QWP(δω)MR(δω)OL表示WarechalCriteron给出我们如下公式

(δω)MC≤λ/14

(δω)2MC=(δω)2LD+(δω)2CL+(δω)2PBS+(δω)2QWP+(δω)2MR+(δω)2OL+(δω)2DISK

下面具体DVD的数值带入来试算一下半导体激光二极管激光射出侧有平面玻璃窗此外由于半导体激光器自身的特点不可克服的有非点间隔比理想波面要差普通(δω)LD约为0.013λ棱镜反射镜等平面光学部品比较容易的以波面收差0.01~0.015λ制造出来但是准直透镜和对物透镜等非平面光学部品波面收差要想抑制在0.03λ之内比较困难分别定为准直透镜0.025λ和对物透镜0.035λ这样根据式(2)得出全体(δω)MC的波面收差为0.0694λ满足要求即使对物透镜的波面收差被抑制在0.035以下如果准直透镜的波面收差大于0.025那样被聚焦光束的直径就会变大从信息面读出数据错误频度就会变高由于以上的理由准直透镜的波面收差必须小于0.025但球面单透镜要想达到这个值非常困难一般采用球面玻璃组合透镜

从DVD光头的对物透镜射出的激光光束需要一直跟踪光盘信息面上的轨道间距为0.74μm最短凹坑长为0.4μm的轨迹并正确读出凹坑信息光强为光束中心强度1/e2的位置的光束直径被称为光束径ω激光波长λ=650nm对物透镜的数值孔径NA=0.6,

ω=k×(λ/NA)

当对物透镜的入射光束的光强能量分布为均等分布时系数k是0.96光强能量分布为高斯分布时为1.34从上式可以看出光束径正比例于λ/NA既要想提高光盘记录密度缩小光束径就需要使激光短波长化并且提高对物透镜的NA

还有对物透镜的焦点深度△z正比例于λ/NA的平方DVD焦点深度与CD相比变窄56%焦点误差的允许值变小

△z~λ/NA2

光盘的倾斜引起的象差也会增加对于焦点误差的允许值的减少就需要提高焦点控制精度DVD为了减少光盘的倾斜引起的收差光盘的厚度减为CD的一半0.6mm


如何清洗激光头

超声波清洗机清洗激光头短接激光头保护焊点,用小毛刷配合吹气球将激光头表面的积尘清除干净,再用牙刷在自来水下将其缓冲齿条上的润滑脂清除干净.然后将激光头放入盛满温开水的清洗槽中,滴入一两滴洗涤剂.静置10分钟后接通清洗机电源并按下清洗开关.此时清洗槽中的水剧烈振动,激光头的表面及内……阅读全文 >>

激光头的原理与结构

自从1982年直径12cm的数字音频光盘CD问世以来,数字视频光盘DVD(digitalvideodisk)一直是新一代光盘的一个梦想,虽然在几年前出现了VCD,但是对于光盘来讲,技术上没有改变,只是对数据进行了压缩,画质也只是VHS水准,不过是过渡性产品,在国外没有形成市场。数……阅读全文 >>

激光头的简介

激光头:它由中心往外移动在Table-of-Contents区域,通过发射激光来寻找光盘上的指定位置,感应电阻接受到反射出的信号输出成电子数据激光头是光驱的心脏,也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作,因此在清理光驱内部的时候要格外小心。激光头主要包括:激光发生器(又称激光二……阅读全文 >>

激光头的技术

对于光学头来讲,它特有的技术有如下几个:激光头a.通过利用被聚焦到回折界限的最小激光束,穿过0.6mm的透明塑料层,从凹凸信息面取出信号。b.使用半导体激光二极管,使用数值孔径NA为0.6的对物透镜,把激光束聚焦为由波长决定的回折界限为止的最小光束。c.光盘外形的误差和不同光盘交……阅读全文 >>

2019-12-11
激光头
激光头
激光头是光驱的心脏,也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作,
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